高三化学 第七章 第1讲化学反应速率 .ppt

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1、第1讲化学反应速 1 了解化学反应速率的概念 反应速率的定量表示方法 2 了解催化剂在生产 生活和科学研究领域中的重大作用 3 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对反应速率的影响 认识其一般规律 4 了解化学反应速率的调控在生活 生产和科学研究领域中的重要作用 1 含义化学反应速率是用来衡量化学反应进行的程度 常用单位时间内物质的量浓度的减少或物质的量浓度的增加来表示 数学计算式 v 常用单位 或 2 特点 1 同一化学反应的反应速率可以用的物质来表示 其数值可能不同 因而表示化学反应速率时要指明 一 化学反应速率 快慢 反应物 mol L 1 s 1 mol L 1 min 1 不同

2、 物质 生成物 2 用不同物质表示同一化学反应的反应速率时 其虽然可能不同 但相同 而且反应速率的数值之比方程式中各物质的化学计量数之比 3 该定义中化学反应速率表示的是某段时间内的反应速率而不是速率 4 对固体和纯液体 其物质的量浓度视为 因此用其表示的化学反应速率也被视为 数值 意义 等于 平均 瞬时 常数 常数 二 影响化学反应速率的因素 1 有效碰撞与活化分子发生反应的先决条件 有效碰撞 活化分子 微粒之间的碰撞 能够发生化学反应的碰撞 能够发生有效碰撞的分子 2 影响因素 1 内因 是决定化学反应速率的重要因素 2 外因 对于同一化学反应 改变外界条件可以改变化学反应速率 浓度 在其

3、他条件不变时 增大反应物浓度 化学反应速率 减小反应物浓度 化学反应速率 压强 在其他条件不变时 增大压强会化学反应速率 减小压强会化学反应速率 温度 在其他条件不变时 化学反应速率加快 化学反应速率减慢 催化剂 使用催化剂能化学反应速率 物质结构和性质 减小 增大 加快 减慢 升温 降温 改变 其他因素 光 电磁波 超声波 反应物颗粒的大小 溶剂的性质等 反应物分子 或离子 间发生反应的先决条件是什么 发生有效碰撞的条件是什么 提示 反应物分子 或离子 的相互碰撞是发生化学反应的先决条件 发生碰撞的分子必须具有一定的能量 即为活化分子 碰撞时必须有合适的取向 应该注意 发生有效碰撞的必须是活

4、化分子 但活化分子之间的碰撞却不一定就是有效碰撞 因为发生有效碰撞不仅需要足够的能量还得需要正确的取向 1 根据定义式来进行计算 v c t2 根据不同物质间的速率比等于其化学计量数之比来进行计算 例如反应 mA nB pC 其速率比为 v A v B v C m n p 3 速率大小判断方法 对同一个反应 用不同物质表示时 数值可能不同 比较的方法是将其换算为同一种物质再进行比较 同时 还要注意其单位是否统一 若单位不统一 要先将单位统一 否则可能会得出错误结论 化学反应速率 表示方法及含义 说明 1 对反应物来说 c c 始 c 终 对产物来说 c c 终 c 始 2 表示化学反应速率时

5、要注明具体物质 同一反应中 用不同的物质表示速率时 数值可能不同 但意义相同 反应4NH3 5O2 4NO 6H2O在5L密闭容器中进行 半分钟后 NO的物质的量增加了0 3mol 则此反应的平均速率v X 表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率 为 A v O2 0 01mol L 1 s 1B v NO 0 008mol L 1 s 1C v H2O 0 004mol L 1 s 1D v NH3 0 002mol L 1 s 1 导航 本题从化学反应速率的概念出发 考查同一化学反应中不同物质表示的反应速率之比等于方程式化学计量数之比 解析 反应的平均速率是指单位时间内某物质浓度的变化量

6、已知容器体积为5L 时间半分钟即30s NO的物质的量的变化量为0 3mol 则c NO 0 3mol 5L 0 06mol L 1 所以v NO 0 06mol L 1 30s 0 002mol L 1 s 1 即可求出 v O2 0 002mol L 1 s 1 0 0025mol L 1 s 1 v H2O 0 002mol L 1 s 1 0 003mol L 1 s 1 v NH3 0 002mol L 1 s 1 0 002mol L 1 s 1 答案 D 影响化学反应速率的因素 1 从 有效碰撞 理论理解外因对反应速率的影响 2 要从以下几个方面准确理解外界条件对化学反应速率的影

7、响 1 固体 纯液体的浓度视为定值 在一定温度下 不因其量的增减而影响反应速率 但因表面积 接触面 的变化而改变反应速率 将硫铁矿粉碎 将液体以雾状喷出 均是为了增大接触面 加快反应速率 2 升高温度 不论正反应还是逆反应 不论放热反应还是吸热反应 反应速率一般都要加快 只不过增加的程度不同 不可以认为v 吸 加快而v 放 减慢 3 改变压强对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变 所以在讨论压强对反应速率的影响时 应分析引起压强改变的原因及这种改变对反应体系的浓度产生何种影响 对于气体反应体系 有以下几种情况 恒温时 增加压强体积缩小浓度增大反应速率加快 恒容时 a 充入气体反应物浓

8、度增大总压增大 反应速率加快 引起 引起 引起 引起 引起 b 充入 惰气 总压增大 分压不变 各反应物质浓度不变 反应速率不变 恒压时 充入 惰气 体积增大 各反应物浓度减小 反应速率减慢 催化剂能成千成万倍地增大反应速率 但可逆反应的v正 v逆同时同倍地增大 它能缩短可逆反应达到化学平衡的时间 但它不会使不能发生的化学反应变得自发 也不会改变化学反应的反应热和平衡状态 引起 引起 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应 测定在不同时间t产生氢气体积V的数据 根据数据绘制得到右图 则曲线a b c d所对应的实验组别可能是 4 3 2 1 1 2 3 4 3 4 2 1 1 2 4

9、 3A B C D 导航 化学反应速率大小对比 首先要考虑影响化学反应速率的因素问题 主要影响因素有浓度 压强 温度和催化剂等 解析 从图象上可看出 反应速率由快到慢的顺序是a b c d 由影响反应速率因素可知 温度越高反应速率越快 粉末状固体比块状固体表面积大 反应速率快 但提高温度对速率的影响和将固体做成粉末的影响程度大小不能确定 故有 两种可能 答案 D 1 2009年山东理综 2SO2 g O2 g V2O5 2SO3 g 是制备硫酸的重要反应 下列叙述正确的是 A 催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率B 增大反应体系的压强 反应速率一定增大C 该反应是放热反应 降低温度将缩短反应

10、达到平衡的时间D 在t1 t2时刻 SO3 g 的浓度分别是c1 c2 则时间间隔t1 t2内 SO3 g 生成的平均速率为v 解析 A项 催化剂能同等程度地改变正 逆反应速率 A项错误 B项 在恒容的条件下 通入惰性气体 压强增大 但各物质的浓度不变 则反应速率不变 故B项错误 C项 降低温度 反应速率也降低 反应达到平衡的时间就长 故C项错误 答案 D2 2009年宁夏理综 硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为 Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 SO2 S H2O 下列各组实验中最先出现浑浊的是 解析 考查反应速率的影响因素和控制变量分析外界因素对速率的影响 答案 D 3 20

11、09年福建理综 某探究小组利用丙酮的溴代反应 CH3COCH3 Br2CH3COCH2Br HBr 来研究反应物浓度与反应速率的关系 反应速率v Br2 通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定 在一定温度下 获得如下实验数据 分析实验数据所得出的结论不正确的是 A 增大c CH3COCH3 v Br2 增大B 实验 和 的v Br2 相等C 增大c HCl v Br2 增大D 增大c Br2 v Br2 增大 解析 A项 由实验 和 对比可知增大c CH3COCH3 反应时间变少 v Br2 增大 B项 实验 和 反应时间相同 则v Br2 相等 C项 比较实验 和 可知 增大c HCl 时 反

12、应时间缩短 v Br2 增大 D项 比较实验 和 可知 增大c Br2 时 v Br2 减小 故选D 答案 D 4 2008年全国 理综 已知 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g H 1025kJ mol 该反应是一个可逆反应 若反应物起始物质的量相同 下列关于该反应的示意图不正确的是 解析 从题给的可逆反应方程式看 温度升高平衡向逆反应方向移动 使NO含量降低而不是升高 压强增大平衡逆向移动 NO含量降低 达平衡所需时间短 使用催化剂可加快反应速率 所以达到平衡所需时间短 答案 C 5 2008年四川非延考区 在密闭容器中进行如下反应 H2 g I2 g 2HI g 在温度T

13、1和T2时 产物的量与反应时间的关系如右图所示 符合图示的正确判断是 A T1 T2 H 0B T1 T2 H0D T1T1 从T2到T1是一个降温过程 HI的量在增加 说明平衡向正方向移动 正反应是放热反应 H 0 答案 D 解析 根据升高温度会缩小达到平衡所需时间的规律 可得出T2 T1 从T2到T1是一个降温过程 HI的量在增加 说明平衡向正方向移动 正反应是放热反应 H 0 答案 D6 2009年安徽理综 Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水 通常是在调节好pH和Fe2 浓度的废水中加入H2O2 所产生的羟基自由基能氧化降解污染物 现运用该方法降解有机污染物p CP 探究有

14、关因素对该降解反应速率的影响 实验设计 控制p CP的初始浓度相同 恒定实验温度在298K或313K 其余实验条件见下表 设计如下对比实验 1 请完成以下实验设计表 表中不要留空格 数据处理 实验测得p CP的浓度随时间变化的关系如上图 2 请根据上图实验 曲线 计算降解反应50 150s内的反应速率 v p CP mol L 1 s 1 解释与结论 3 实验 表明温度升高 降解反应速率增大 但温度过高时反而导致降解反应速率减小 请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因 4 实验 得出的结论是 pH等于10时 思考与交流 5 实验时需在不同时间从反应器中取样 并使所取样品中的反应立即停

15、止下来 根据上图中的信息 给出一种迅速停止反应的方法 解析 1 由题意可知实验 是参照实验 所以与实验 相比 实验 和 只能改变一个条件 这样才能起到对比实验的目的 则实验 是探究温度对反应速率的影响 则T 313K pH 3 c H2O2 6 0mol L 1 c Fe2 0 30mol L 1 实验 是探究pH的大小对反应速率的影响 2 实验 曲线中 50 150s内 c p CP 1 2 10 3mol L 1 0 4 10 3mol L 1 0 8 10 3mol L 1 所以v p CP 8 0 10 6mol L 1 s 1 3 在降解反应中 H2O2新产生的自由基起氧化作用 温度

16、过高 H2O2因热稳定性差而分解 导致降解反应速率下降 4 由表中 可知 pH 10时 c p CP 基本不变 反应趋于停止 5 由 4 得到启示 在pH 10时溶液中 反应速率趋于零 可将所取样加入NaOH溶液中 使pH 10 反应停止 答案 1 2 8 0 10 6 3 过氧化氢在温度过高时迅速分解 4 反应速率趋向于零 或该降解反应趋于停止 5 将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中 使pH约为10 或将所取样品骤冷等其他合理答案均可 7 2009年浙江理综 超音速飞机在平流层飞行时 尾气中的NO会破坏臭氧层 科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 化学方程式如下 2NO 2CO2CO2 N2为了测定在某种催化剂作用下的反应速率 在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表 催化剂 请回答下列问题 均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响 1 在上述条件下反应能够自发进行 则反应的 H 0 填写 或 2 前2s内的平均反应速率v N2 3 在该温度下 反应的平衡常数K 4 假设在密闭容器中发生上述反应 达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是